DE2915065A1 - Entfernungsnachweiseinrichtung - Google Patents

Description

DIPL.-PHYS. F. ENDLICH üermering H. April 1979

PATENTANWALT E/Ei

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DIPL.-PHYS. F. ENDLICH POSTFACH, D - 8034 GERMERINO TELEX: 82 173Ο PATE '

Meine Akte: S-4603

Anmelder: Seiko Koki Kabushiki Kaisha, 3-1, 4-chome, Ginza, Chuo-ku, Tokyo, Japan

Entfe rnungsnachwe ise inrichtung

Die Erfindung betrifft eine Entfernungsnachweiseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die beispielsweise für Kameras verwendbar ist.

Bei bekannten Entfernungsnachweiseinrichtungen dieser Art erfolgen entlang den beiden Strahlengängen Abbildungen auf jeweils einer Gruppe von lichtempfindlichen Elementen, so daß durch einen Intensitätsvergleich ein von der Entfernung abhängiges elektrisches Signal erzeugt werden kann. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art sind die beiden Gruppen von lichtempfindlichen Elementen nebeneinander auf einem Halbleiterplättchen ausgebildet.

Bei bekannten Entfernungsnachweiseinrichtungen dieser Art wird als nachteilig angesehen, daß eine verhältnismäßige aufwendige optische Einrichtung zur Abbildung auf den beiden Gruppen von lichtempfindlichen Elementen erforderlich ist. Ferner ist die Herstellung von derartigen lichtempfindlichen Elementen verhältnismäßig teuer. Insbesondere ist die Nachweisgenauigkeit in gewissen Fällen nicht ausreichend zufriedenstellend, wenn die bei-

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den Gruppen der lichtempfindlichen Elemente eine unterschiedliche Empfindlichkeit aufweisen, oder wenn der Verstärkungsgrad der Verstärker der beiden Gruppen unterschiedlich ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Entfernungsnachweiseinrichtung der eingangs genannten Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß der Einfluß der unterschiedlichen Eigenschaften der beiden Gruppen von lichtempfindlichen Elementen auf die Meßgenauigkeit möglichst weitgehend vermieden werden kann. .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß "durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind deshalb in einer Entfernungsnachweiseinrichtung zu sehen, die eine einzige Gruppe von lichtempfindlichen Elementen aufweist, auf denen eine überlagerte Abbildung durch das Licht erfolgt, das entlang dem ersten und dem zweiten Strahlengang eintritt. Das von der Entfernung abhängende elektrische Signal wird in Abhängigkeit von der Differenz oder dem Quotienten der maximalen und minimalen Lichtintensität der zusammengesetzten Abbildung abgeleitet.

Besondere Vorteile der Erfindung sind deshalb darin zu sehen, daß nur eine einfachere Abbildungsoptik erforderlich ist, weil eine zusammengesetzte Abbildung auf der einzigen Gruppe von lichtempfindlichen Elementen erfolgt, von denen das elektrische Signal abgeleitet wird. Ferner können im Vergleich zu bekannten Einrichtungen™zwei Gruppen von lichtempfindlichen Elementen kleinere Halbleiterplättchen verwandt werden, und insbesondere kann eine erhöhte Meßgenauigkeit erzielt werden, weil durch unterschiedliche Eigenschaften der beiden Gruppen von Elementen bei bekannten Einrichtungen verursachte Fehler vermieden werden können.

Anhand der zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden.» Es zeigen:

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Fig. la und Ib schematische Darstellungen von Ausführungs beispielen gemäß der Erfindung·

Fig. 2a und 2b graphische Darstellungen der Intensitätsverteilung des auf die lichtempfindlichen Elemente bei den Ausführungsbeispielen in Fig. 1 auffallenden Lichts;

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Ausgangssignals der Nachweisschaltung in Abhängigkeit von der Entfernung; und

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Nachweisschaltung für eine Entfernungsnachweiseinrichtun'g·gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Gruppe von lichtempfindlichen Elementen 1 vorgesehen, ein halbdurchlässiger Spiegel 2, ein. drehbar angeordneter Spiegel 3, eine Sammellinse 4, Spaltblenden 5, 6, sowie einen ersten bzw. einen zweiten Strahlengang betreffende optische Achsen 7, 8.

Das Licht des ersten Strahlengangs gelangt durch die Blende 5, den Halbspiegel 2 und die Sammellinse 4 auf die lichtempfindlichen Elemente 1. Das Licht des zweiten Strahlengangs gelangt durch die Blende 6 auf den Spiegel 3 und ein Teil dieses Lichts wird von dem Halbspiegel· 2 reflektiert und von der Linse 4 auf die lichtempfindlichen Elemente 1 fokussiert. Der Spiegel 3 ist in beiden Drehrichtungen verschwenkbar, wie in Fig. la durch den Doppelpfeil angedeutet ist, so daß die auf die lichtempfindlichen Elemente 1 fokussierte Abbildung von der Abbildung eines Objekts in der kürzesten Entfernung zu der Abbildung eines Objekts in der unendlichen Entfernung entsprechend der Abtastbewegung des drehbaren Spiegels 3 sich ändert. Deshalb wird die Abbildung des Lichts des ersten unveränderlichen Strahlengangs mit der Abbildung des veränderlichen Strahlengangs überlagert, so daß sich eine entsprechend zusammengesetzte Abbildung auf den lichtempfindlichen Elementen 1 ergibt.

Bei dem in Fig. Ib dargestellten Ausführungsbeispiel· ist anstelle des drehbar angeordneten Spdegels 3 in Fig. la eine bewegliche Sammellinse 10 vorgesehen. Entsprechend dem dargestell·- ten Doppel·pfeil ist die Linse 10 quer zum Strahlengang beweglich,

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so daß auf den lichtempfindlichen Elementen eine Abbildung entlang diesem beweglichen Strahlengang entsprechend der kürzesten bis zur unendlichen Entfernung erfolgt. Eine Linse 9 ist hinter der Blende 5 angeordnet, so daß sich dieselben Verhältnisse wie im beweglichen Strahlengang ergeben, wenn das Zentrum der Linse 10 auf der optischen Achse 8 liegt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. la wird das Licht beider Strahlengänge auf den lichtempfindlichen Elementen 1 abgebildet.

Anstelle der beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Abbildungsoptik sind auch andere Ausführungsformen möglich, bei denen beispielsweise Prismen als äquivalente optische Elemente verwandt werden.

Die graphische Darstellung in Fig. 2 zeigt die Lichtmenge, die auf die betreffenden lichtempfindlichen Elemente Pl bis Pn auffällt. Fig. 2a zeigt eine Verteilung, bei welcher die Abbildungen entsprechend den beiden Strahlengängen nicht übereinstimmen. Die Kurven P bzw. Q betreffen die Verteilung der Lichtmengen des ersten bzw. des zweiten Strahlengangs. Die Kurven P und Q sind in Fig. 2a in Richtung der Anordnung der lichtempfindlichen Elemente gegeneinander verschoben. Durch Addition der Lichtmengen.entsprechend den Kurven P und Q ergibt sich eine Verteilung entsprechend derKurve R, welche die auf die betreffenden lichtempfindlichen Elemente auftreffende Lichtmenge anzeigt. In Fig. 2a trifft auf das Element P2 die größte und auf das Element P5 die kleinste Lichtmenge auf. Es ergibt sich deshalb ein Unterschied A zwischen der maximalen und der minimalen auffallenden Lichtmenge, welcher Unterschied kleiner ist, wenn die beiden Abbildungen nicht übereinstimmen. Fig. 2b zeigt den Fall der Übereinstimmung der beiden Abbildungen, so daß die Verteilung der Lichtmenge der beiden Abbildungen entsprechend dem ersten und dem zweiten Strahlengang derselben Kurve S entsprechen und sich eine Gesamtverteilung entsprechend der Kurve R mit verdoppelter Lichtmenge ergibt, in diesem Fall empfängt das Element P3 und das Element P5 die kleinste Lichtmenge, und der Unterschied A zwischen der größten und der kleinsten Lichtmenge

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ist größer als der Unterschied, der sich bei nicht vorhandener Übereinstimmung (Fig. 2a) ergibt.

in Fig. 3 ist die Größe des Unterschieds A in Abhängigkeit von der Entfernung L aufgetragsn. Die abgetastete Entfernung L ändert sich mit der Drehung des Spiegels 3 bzw. mit der Verstellung der Linse 10 in Fig. 1. Da der Unterschied A von der abgetasteten Entfernung abhängt, ergibt sich der größte Wert von A bei der tatsächlichen Entfernung Lf des Aufnahmeobjekts. Der auf die lichtempfindlichen Elemente auffallenden Lichtmenge entsprechende elektrische Ausgangssignale werden beispielsweise dadurch erzeugt, daß den auffallenden Lichtmengen entsprechende Kurzschlußströme abgeleitet werden. Da der Unterschied zwischen dem entsprechenden größten bzw. kleinsten elektrischen Ausgangssignal der lichtempfindlichen Elemente am größten ist, wenn die Abbildungen entsprechend den beiden Strahlengängen übereinstimmt, kann entsprechend der Übereinstimmung das Verhältnis des größten zu dem kleinsten Ausgangssignal berechnet werden. Bei der Einstellung des Objektivs einer Kamera in eine Fokussierlage entsprechend der Entfernung Lf von dem Aufnahmeobjekt wird zuerst der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Ausgangssignal (entsprechend der größten und der kleinsten auf die lichtempfindlichen Elemente auffallenden Lichtmenge) bestimmt, welches Ausgangssignal dem Unterschied Af in Fig. 3 entspricht und gespeichert wird. Danach wird der drehbare Spiegel 3 bzw. die bewegliche Linse 10 erneut in derselben Richtung betätigt, wobei der Spiegel 3 bzw. die Linse 10 mit dem Objektiv gekoppelt ist. Wenn dann ein Ausgangssignal auftritt, das dem gespeicherten Ausgangesignal äquivalent ist, wird das Objektiv angehalten. Die Erfindung ist deshalb auf bekannte unterschiedliche Konstruktionen von Entfernungseinstelleinrichtungen mit Hilfe des maximalen Ausgangssignals Af entsprechend der Objektentfernung Lf anwendbar.

Fig. 4 zeigt ain Blockschaltbild eines Toils der Entfernungsnachweisschaltung für die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. An die lichtempfindlichen Elemente pl bis P7 ist eine erste Nachweisschaltung 41 angeschlossen, welche konti-

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nuierlich deren Ausgangssignale vergleicht und das maximale Ausgangssignal bestimmt, sowie eine zweite Nachweiseinrichtung 42,
welche kontinuierlich die Ausgangssignale vergleicht und das
minimale Äusgangssignal bestimmt. Eine Rechenschaltung 43 berechnet den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen dieser
beiden Schaltungen. Die Reeheηschaltung 43 kann derart ausgelegt sein, daß das Verhältnis des maximalen zu dem minimalen Ausgangssignal berechnet wird, in einer Speicherschaltung 44 wird der
maximale Wert des Ausgangssignals der Rechenschaltung 43 gespeichert. Deshalb wird die entsprechend den beiden Strahlengängen
erhaltene kombinierte Abbildung mit Hilfe der lichtempfindlichen Elemente in elektrische Signale umgewandelt, von denen das maximale .und das minimale Ausgangssignal kontinuierlich nachgewiesen werden und der maximale Unterschied oder das maximale verhältnis zur Bestimmung der Fokussierlage gespeichert wird. Mit Hilfe des erhaltenen elektrischen Signals kann deshalb die Fokussierlage
des Objektivs mit Hilfe bekannter Einrichtungen eingestellt werden. Anstelle der in Fig. 4 dargestellten Schaltung können auch
andere Schaltungen zur Ableitung des elektrischen Signals zur
Einstellung der Fokussierlage verwandt werden.

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INSPECTED

Claims (2)

Patentansprüche

1.) Entfernungsnachweiseinrichtung mit einer Abbildungsoptik, mit der entlang einem ersten und einem zweiten Strahlengang eintretendes Licht auf eine Anzahl von lichtempfindlichen Elementen abgebildet wird, um ein von der Entfernung abhängiges elektrisches Signal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Gruppe von lichtempfindlichen Elementen (Pl bis Pn) vorgesehen ist, auf denen mit dem Licht beider Strahlengänge eine überlagerte Abbildung erfolgt, und daß in Abhängigkeit von der Verteilung der auf diese lichtempfindlichen Elemente auffallenden Lichtmenge das von der Entfernung abhängige elektrische Signal erzeugt wird.

2. Entfernungsnachweiseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t , daß das von der Entfernung abhängige elektrische Signal von dem maximalen Wert der Unterschiede oder der Verhältnisse der auf die einzelnen lichtempfindlichen Elemente auffallenden Lichtmengen abgeleitet wird.

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ORIGINAL INSPECTED